有惊无险！“机智号”第六次飞行出现异常，最终在预定地点5米内安全着陆

在美国宇航局“火星2020”计划的第91个火星日，“机智号”火星直升机执行了它的第六次飞行。本次任务的设计目的是扩大飞行高度和距离，并通过拍摄部分地区的立体图像来展示空中成像能力。

“机智号”被要求爬到33英尺(10米)的高度，然后以9英里每小时(4米每秒)的地面速度移动到492英尺(150米)的西南方向。在这个时候，它需要向南移动49英尺(15米)，同时向西拍摄图像，然后再向东北飞行164英尺(50米)，然后着陆。

遥测技术显示，飞行的第一个150米阶段顺利进行。但之后转弯时，“机智号”开始调整它的速度，并以摆动的方式前后倾斜、振荡。这种行为在余下的飞行中一直持续。在安全着陆之前，机载传感器显示旋翼飞机遇到了超过20度的滚转和俯仰偏差、较大的控制输入和功率消耗峰值。

“机智号”上的导航相机于2021年5月22日拍摄展示了这架旋翼飞机第六次飞行的最后29秒。

当直升机在空中飞行时，该公司使用机载惯性测量单元(IMU)跟踪其运动。IMU测量了“机智号”的加速度和转速。通过整合这些信息，随着时间的推移，它有可能估计直升机的位置，速度，和姿态(它在哪里，它是如何快速移动，它是如何在空间定向)。机载控制系统通过快速调整控制输入(以每秒500次的速度)对估计的运动作出反应。

飞行大约54秒后，导航摄像机传送图像的管道出现了故障。这个小故障导致了一张图像丢失，但更重要的是，它导致后来所有的导航图像都带有不准确的时间戳。从这一点开始，每次导航算法基于导航图像进行校正时，都是基于关于图像拍摄时间的错误信息进行操作、矫正。由此产生的不一致性显著降低了直升机飞行所用的信息，导致估计不断被“修正”，以解释幻影误差。大型振动随之而来。

尽管遇到了这种异常情况，“机智号”仍然能够在距离着陆地点约16英尺(5米)的地面上安全着陆。一个原因是，它尽了相当大的努力，以确保直升机的飞行控制系统有足够的稳定性。

结果，“机智号”在飞行的最后时刻忽视了摄像机的图像，停止了摆动，调整了姿态，并以设计的速度着陆。

NASA现在已经有了飞行数据，来探测直升机的性能极限。这些数据将在未来被仔细分析，扩大研究人员们关于在火星上飞行直升机的了解。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源：https://mars.nasa.gov/technology/helicopter/status/305/surviving-an-in-flight-anomaly-what-happened-on-ingenuitys-sixth-flight/